Peg Periphery-localized Effector Ppe: Unraveling Magnaporthe oryzae Invasion Strategies
Creators
- 1. Fujian Agriculture and Forestry University
- 2. Ministry of Education of the People's Republic of China
- 3. Minjiang University
- 4. Ahmadu Bello University
- 5. Texas A&M University
Description
Abstract Plant-pathogen interactions are governed by the ability of phytopathogens to utilize specialized infection structures and effectors for successful invasion. The rice blast disease, caused by the fungus Magnaporthe oryzae, poses a significant threat to global food production. In this study, we investigate the role of a novel apoplastic effector, peg periphery-localized effector (Ppe), in M. oryzae invasion. We demonstrate that Ppe is specifically expressed during plant infection and exhibits dynamic spatiotemporal localizations. It is preferentially localized to a ring structure at the collar of penetration peg formed by appressoria or transpressoria although occasionally observed in vesicle-like structures within the biotrophic interfacial complex (BIC). Through the unconventional secretion pathway involving the exocyst complex and t-SNAREs, Ppe is delivered to the rice apoplastic interface. Genetic analysis reveals that while the Δppe mutant does not exhibit developmental differences compared to the wild type, it displays reduced pathogenicity due to defects in rice penetration and expansion. Furthermore, Ppe suppresses the expression of plant defense-related genes and attenuates callose deposition at plasmodesmata, thereby facilitating fungal invasion. Our findings highlight the key role of Ppe as a novel effector in M. oryzae invasion and emphasize the significance of the peg as an infection structure and effector deployment site for overcoming host defense responses.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
تخضع التفاعلات بين النبات ومسببات الأمراض لقدرة مسببات الأمراض النباتية على استخدام هياكل العدوى المتخصصة والمستجيبات للغزو الناجح. يشكل مرض انفجار الأرز، الناجم عن الفطر ماغنابورتي أوريزاي، تهديدًا كبيرًا للإنتاج الغذائي العالمي. في هذه الدراسة، نقوم بالتحقيق في دور مستجيب أبوبلاستيك جديد، مستجيب محيطي محيطي (PEP)، في غزو M. oryzae. نثبت أنه يتم التعبير عن PEP على وجه التحديد أثناء عدوى النبات ويظهر توطينًا مكانيًا زمانيًا ديناميكيًا. يتم تحديد موقعه بشكل تفضيلي إلى بنية حلقية عند طوق شماعة الاختراق التي تشكلها appressoria أو transpressoria على الرغم من ملاحظة ذلك في بعض الأحيان في هياكل تشبه الحويصلة داخل المجمع البيني الحيوي (BIC). من خلال مسار الإفراز غير التقليدي الذي يتضمن مجمع الكيسة الخارجية و t - SNAREs، يتم تسليم Ppe إلى واجهة أبوبلاستيك الأرز. يكشف التحليل الوراثي أنه على الرغم من أن متحور Δppe لا يظهر اختلافات في النمو مقارنة بالنوع البري، إلا أنه يظهر انخفاضًا في الإمراضية بسبب عيوب في تغلغل الأرز وتمدده. علاوة على ذلك، يمنع بيب التعبير عن الجينات المتعلقة بالدفاع عن النبات ويخفف من ترسب النسيج في البلازما، مما يسهل الغزو الفطري. تسلط النتائج التي توصلنا إليها الضوء على الدور الرئيسي لـ PPE كمؤثر جديد في غزو M. oryzae وتؤكد على أهمية PEG كهيكل للعدوى وموقع لنشر المستجيب للتغلب على استجابات دفاع المضيف.Translated Description (French)
Résumé Les interactions plantes-pathogènes sont régies par la capacité des phytopathogènes à utiliser des structures d'infection spécialisées et des effecteurs pour une invasion réussie. La maladie de l'explosion du riz, causée par le champignon Magnaporthe oryzae, constitue une menace importante pour la production alimentaire mondiale. Dans cette étude, nous étudions le rôle d'un nouvel effecteur apoplastique, l'effecteur localisé à la périphérie du PEG (Ppe), dans l'invasion de M. oryzae. Nous démontrons que le Ppe est spécifiquement exprimé lors d'une infection végétale et présente des localisations spatio-temporelles dynamiques. Elle est de préférence localisée à une structure en anneau au niveau du collet de la cheville de pénétration formée par des appressoriums ou des transpressoriums, bien qu'elle soit parfois observée dans des structures vésiculaires au sein du complexe interfacial biotrophe (CIB). Par la voie de sécrétion non conventionnelle impliquant le complexe d'exocystes et les t-SNARE, le Ppe est délivré à l'interface apoplastique du riz. L'analyse génétique révèle que, bien que le mutant Δppe ne présente pas de différences de développement par rapport au type sauvage, il présente une pathogénicité réduite en raison de défauts de pénétration et d'expansion du riz. En outre, le Ppe supprime l'expression des gènes liés à la défense des plantes et atténue le dépôt de callose au niveau des plasmodesmes, facilitant ainsi l'invasion fongique. Nos résultats soulignent le rôle clé du Ppe en tant que nouvel effecteur dans l'invasion de M. oryzae et soulignent l'importance du PEG en tant que structure d'infection et site de déploiement de l'effecteur pour surmonter les réponses de défense de l'hôte.Translated Description (Spanish)
Resumen Las interacciones planta-patógeno se rigen por la capacidad de los fitopatógenos para utilizar estructuras de infección especializadas y efectores para una invasión exitosa. La enfermedad del estallido del arroz, causada por el hongo Magnaporthe oryzae, representa una amenaza significativa para la producción mundial de alimentos. En este estudio, investigamos el papel de un nuevo efector apoplásico, el efector PEG localizado en la periferia (Ppe), en la invasión de M. oryzae. Demostramos que Ppe se expresa específicamente durante la infección de la planta y exhibe localizaciones espaciotemporales dinámicas. Se localiza preferentemente en una estructura de anillo en el collar de la clavija de penetración formada por appressoria o transpressoria, aunque ocasionalmente se observa en estructuras similares a vesículas dentro del complejo interfacial biotrófico (BIC). A través de la vía de secreción no convencional que involucra el complejo de exoquistes y los t-SNARE, Ppe se administra a la interfaz apoplásica del arroz. El análisis genético revela que, si bien el mutante Δppe no exhibe diferencias de desarrollo en comparación con el tipo salvaje, muestra una patogenicidad reducida debido a defectos en la penetración y expansión del arroz. Además, Ppe suprime la expresión de genes relacionados con la defensa de las plantas y atenúa la deposición de calosa en los plasmodesmos, lo que facilita la invasión fúngica. Nuestros hallazgos destacan el papel clave de Ppe como un nuevo efector en la invasión de M. oryzae y enfatizan la importancia del PEG como estructura de infección y sitio de despliegue del efector para superar las respuestas de defensa del huésped.Files
latest.pdf.pdf
Files
(1.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:a616555003d1a570d9ef9f00acdd40d3
|
1.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- PEG Periphery - localized Effector PP: كشف استراتيجيات غزو الأوريزا
- Translated title (French)
- Effecteur Ppe localisé en périphérie de PEG : démêler les stratégies d'invasion de Magnaporthe oryzae
- Translated title (Spanish)
- Peg Ppe efector localizado en la periferia: Desentrañar las estrategias de invasión de Magnaporthe oryzae
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4384500375
- DOI
- 10.21203/rs.3.rs-3128682/v1